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臨床不整脈映像化システムによる非発作性心房細動の駆動メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 21K16055
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 53020:Cardiology-related
Research InstitutionShiga University of Medical Science

Principal Investigator

坂田 憲祐  滋賀医科大学, 医学部, 客員助教 (50773991)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords不整脈 / 心房細動 / 非発作性心房細動 / カテーテルアブレーション / ローター / コンピュータシミュレーション / 線維化心房モデル / 心筋遅延造影MRI / 心臓電気生理学 / 心筋線維化 / atrial fibrillation / rotor / driver / ExTRa Mapping
Outline of Research at the Start

心房細動はわが国だけでも100万人と高い有病率を示し,脳梗塞や心不全の主な原因とされる不整脈であり,加齢に伴って出現することから,超高齢社会を迎えたわが国において,その治療は急務とされる.
本研究では,研究代表者が開発・改良に携わった世界で唯一のオンライン・リアルタイム臨床不整脈映像化システム(ExTRa Mapping)を用いて,心房細動の興奮波動態を直接観察し,そのメカニズムと治療標的を解明することで,将来的には難治性の非発作性心房細動に対するカテーテルアブレーションによる根治術の確立を目指す.

Outline of Annual Research Achievements

非発作性心房細動においては,ローターとよばれる駆動的役割(ドライバー)が主な持続メカニズムの一つとして考えられている. すでに研究代表者らが開発に成功し,2018年にJournal of Arrhythmiaにて報告したオンライン・リアルタイム臨床不整脈映像化システム(ExTRa Mapping)を用いて本研究を進めた. 初年度には非発作性心房細動症例におけるローターの特徴および患者ごとの興奮波動態の違いについて解析および国内外での学会報告を行い,2年目には連続140人の術後長期成績および傾向スコアマッチングによる従来の治療法との比較といった本研究の主要論文となる論文を執筆し,3年目となる令和5年度には本研究の全てのデータを総括した上,現在英文誌での論文査読中である.さらに本研究にてclinicalに実際に映像化・観察されている興奮波動態そのものとそれを固定させるもの(ローター存在確率を高め得る不整脈基質)の関連性を調査することによって,「観察されたロータ」あるいは「固定化させ得る不整脈基質」といった単一の指標ガイドにアドホックに心筋焼灼するのではなく,真に必要な心房細動基質アブレーションのターゲットをメカニズム志向に絞り出し,不必要な正常心筋への焼灼を回避しアブレーション後医原性心房頻拍を予防することこそが本研究がもたらすことのできる最大の目的であるとの考えに基づき,パーソナライズ心筋モデルを用いたコンピュータシミュレーションにて真のドライバーとしてのローターの特徴(線維化分布や心内電位波高や波形)およびその分類方法を調査し,令和5年度には米国不整脈学会および米国心臓病学会で発表を行った.それらをまとめた論文についても現在査読中である(この論文が,本研究主要課題である臨床不整脈映像化システムによるアブレーション戦略の科学的裏付けおよびエビデンスとなることを想定している).

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現時点では主要論文出版には至っておらず最終目標に到達したとは言えないが,2年目に投稿した論文をさらに昇華させた総括論文が現在査読中であるため,この点については概ね順調であると言える.また非発作性心房細動の駆動メカニズム解明に向けて,映像化システムを用いたドライバーへの調査アプローチのほかに,これを科学的に裏付けるための心筋遅延造影MRIを用いた基質への調査アプローチも並行して実施できているため,部分的には計画以上の進展が得られている.

Strategy for Future Research Activity

本研究を総括した主要論文(ドライバーへの調査アプローチ)については査読結果を待ち本年度中の速やかな出版を目指す. さらに,並行して行なってきた基質への調査アプローチについても現在査読中の論文の速やかな出版を目指す(この基質アプローチ論文が,主要論文であるドライバーアプローチのアブレーション戦略の科学的裏付けおよびエビデンスとなることを想定している).

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] The spatiotemporal electrogram dispersion ablation targeting rotors is more effective for elderly patients than non‐elderly population2023

    • Author(s)
      Sakata Kensuke、Tanaka Tomomi、Yamashita Soichiro、Kobayashi Masanori、Ito Mitsuaki、Yamashiro Kohei
    • Journal Title

      Journal of Arrhythmia

      Volume: 0 Issue: 3 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1002/joa3.12860

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ESTABLISHING A NON-EXCESSIVE ABLATION STRATEGY WITH THE USE OF PERSONALIZED ATRIAL COMPUTATIONAL MODELING2023

    • Author(s)
      Kensuke Sakata, Ryan Bradley, Carolyna Yamamoto Alves Pinto, Syed Yusuf Ali, Shane Loeffler, Adityo Prakosa, Eugene G Kholmovski, Sunil K. Sinha, Joseph E. Marine, Hugh Calkins, David D. Spragg, Natalia Trayanova
    • Organizer
      Heart Rhythm Society Scientific Sessions 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Simulation Study On The Inducibility Of Atrial Fibrillation Drivers From Intra-atrial Electrode Catheters Using Personalized Computational Models Based On LGE-MRI2023

    • Author(s)
      Kensuke Sakata, Ryan Bradley, Carolyna Yamamoto Alves Pinto, Syed Yusuf Ali, Shane Loeffler, Brock Tice, Adityo Prakosa, Eugene G Kholmovski, Natalia Trayanova
    • Organizer
      American Heart Association Scientific Sessions 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reentrant Drivers Are Distinguished From Passive Rotors by Sequential Computer Simulation of Ablation Using Personalized Non-Paroxysmal Atrial Fibrillation Heart Models Based on Late Gadolinium Enhancement Magnetic Resonance Imaging (LGE-MRI)2022

    • Author(s)
      Kensuke Sakata, Ryan Bradley, Syed Yusuf Ali, Carolyna Yamamoto Alves Pinto, Shane Loeffler, Eugene G Kholmovski, Adityo Prakosa, Natalia Trayanova
    • Organizer
      American Heart Association Scientific Sessions 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Iterative computer simulation using personalized-heart-models based on LGE- MRI enables minimal ablation for non-paroxysmal atrial fibrillation2022

    • Author(s)
      Kensuke Sakata, Ryan Bradley, Carolyna Yamamoto Alves Pinto, Syed Yusuf Ali, Shane Loeffler, Adityo Prakosa, Eugene G Kholmovski, Natalia Trayanova
    • Organizer
      The 15th Asia Pacific Heart Rhythm Society Scientific Session (APHRS 2022)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Non-paroxysmal Atrial Fibrillation in Younger Patients Are Refractory to Spatiotemporal Electrogram Dispersion Ablation Targeting Rotors?2021

    • Author(s)
      Sakata K, Tanaka T, Yamashiro K
    • Organizer
      Heart Rhythm 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The strategy of ExTRa Mapping-guided minimal ablation should be determined by the size of left atrium: ExTRa Mapping Project2021

    • Author(s)
      Sakata K, Okuyama Y, Ozawa T, Fujii Y, Kato K, Haraguchi R, Inada S, Nakazawa K, Sugimoto Y, Yamashiro K, Nakagawa Y, Ashihara T
    • Organizer
      第67回日本不整脈心電学会学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] The effect of spatiotemporal electrogram dispersion ablation compared with cardiac autonomic modification for non-paroxysmal atrial fibrillation2021

    • Author(s)
      Sakata K, Tanaka T, Yamashiro K
    • Organizer
      第67回日本不整脈心電学会学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Relationship of spatiotemporal electrogram dispersion to complex fractionated electrogram or low voltage areas as locations of non-paroxysmal atrial fibrillation drivers2021

    • Author(s)
      Sakata K, Tanaka T, Yamashiro K
    • Organizer
      第67回日本不整脈心電学会学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] CARTOFINDER を用いて観察された非発作性心房細動における興奮波動態についての検討2021

    • Author(s)
      坂田憲祐 田中友望 山城荒平
    • Organizer
      カテーテルアブレーション関連秋季大会2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 心内外膜側からのアブレーションでVT stormから離脱しえた心サルコイドーシスの一例2021

    • Author(s)
      田中友望 坂田憲祐 山城荒平
    • Organizer
      カテーテルアブレーション関連秋季大会2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ヒトMRIデータに基づく3次元心房シミュレーションモデルと可視化システムの構築2021

    • Author(s)
      岸田優作、浦田智和、宮崎晃、大星直樹,芦原貴司、坂田憲祐、 柴田仁太郎、井尻敬、高山健志、信太宗也、原良昭、稲田慎、中沢一雄
    • Organizer
      第60回日本生体医工学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ヒト心房の 3 次元モデルに基づく心房細動興奮伝播様式の再現を目指した 電気生理学的シミュレーションと可視化2021

    • Author(s)
      岸田優作、浦田智和、大星直樹、宮崎晃、芦原貴司、坂田憲祐、 柴田仁太郎、井尻敬、高山健志、信太宗也、原良昭、稲田慎、中沢一雄
    • Organizer
      第41回医療情報学連合大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Book] Medical Science Digest 2023年 11月号2023

    • Author(s)
      坂田憲祐,芦原貴司
    • Total Pages
      60
    • Publisher
      ニュー・サイエンス社
    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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